朱砂毒性的研究进展及配伍必要性分析
2017-04-18丁通骆骄阳韩旭杨世海林瑞超杨美
丁通+骆骄阳+韩旭+杨世海+林瑞超+杨美华
[摘要] 朱砂在临床上应用广泛，疗效显著，其单用或与其他中药配伍用于中医临床已有上千年历史。但因其主要成分为重金属元素汞，因各种原因已显示出较强的肝毒性和肾毒性，导致脏器功能损害、循环衰竭，甚至死亡。其安全性与合理用药近年来备受关注，然而，当前存在着将朱砂毒性等同于氯化汞、甲基汞等汞化合物毒性的误解，夸大了朱砂的毒性。同时，对于含朱砂的传统中成药，有研究者质疑朱砂入药的必要性，提出将朱砂从处方中去除以避免可能的毒性反应。该文对朱砂临床不良反应事件进行了报道，并概述了朱砂的毒性特点、中毒机制及朱砂在成方制剂中的药用价值，旨在进一步了解朱砂毒性，减少或避免临床应用中的毒副反应，为朱砂的临床合理应用提供科学依据，并为科学的认知朱砂的毒性提供参考。
[关键词] 朱砂；汞；毒性；机制
[Abstract] Cinnabars are widely used in the clinic and shows unique efficacy，and it has been used in treating diseases for thousands of years either single-use or combination with other traditional Chinese medicines. Cinnabar mainly contains mercury，which displays obvious hepatotoxicity and nephrotoxicity. The safety of cinnabar and its rational use caused extensive attention. However，there are some misunderstanding that cinnabar shows equivalent toxicity to the toxicity of mercury compounds such as mercuric chloride and methylmercury in safety evaluation of cinnabar，which in our view exaggerates the toxicity. For traditional Chinese medicine containing cinnabar，some researchers questioned the medicinal value of cinnabar，and even proposed to remove cinnabar in order to avoid possible poisoning. This review reported adverse events，summarized its toxicity characteristics，mechanism and the medicinal value in preparations of traditional Chinese medicine. The significance of this paper is to further understand the toxicity of cinnabar and reduce its side effect in clinical application，and to provide a scientific basis for reasonable clinical application and a scientific understanding of cinnabar.
[Key words] cinnabar；mercury；toxicity；mechanism
doi：10.4268/cjcmm20162409
朱砂為硫化物类矿物辰砂族辰砂，主要成分为硫化汞（HgS），另外还含有少量可溶性汞（HgCl2）和钼（Mo）、锶（Sr）、铅（Pb）等微量元素。朱砂首载于《神农本草经》，至今己经有两千多年的历史，主要功效为清心镇惊、安神、明目、解毒，可用于治疗心悸易惊、失眠多梦、小儿惊风、视物昏花、喉痹、疮疡肿毒[1-2]等症。很多成方制剂（不乏中医名方）中均含有朱砂，如安宫牛黄丸、苏合香丸、紫雪散等。另外，儿科用药中也有许多含朱砂，如一捻金、七珍丸、小儿百寿丸、小儿至宝丸、保赤散等。然而，朱砂中含有大量的重金属汞，使得其安全性倍受争议[3-4]，近年来因服用朱砂导致不良反应或中毒事件时有发生[5-6]。由于业界对汞毒性的逐渐关注，我国药政管理部门对朱砂的毒性越来越重视，《中国药典》曾先后2次大幅度下调朱砂的用量[7]。同样，在国外尤其是欧盟国家，已有因朱砂含有大量汞而禁止用于临床的报道[8]。2007年“复方芦荟胶囊”因汞含量超过英国标准11.7万倍被处以罚款[9]，其配方含有朱砂为该事件的主要原因。然而，人们似乎将重金属残留与矿物药的概念相混淆了。为科学认识朱砂的安全性和疗效，本文综述了朱砂毒性的古代本草文献研究、基础实验研究和临床不良反应事件，并概述了朱砂可能的毒性机制，为朱砂临床应用及科学评价提供依据。
1 朱砂毒性的本草记载
对于朱砂毒性，典籍记载各有不同。总体来看，我国古代本草对于朱砂毒性的记载经历了从“无毒”到“有毒”的变化历程。《神农本草经》不仅认为朱砂无毒，还将其列为上品，其中记载“味甘，微寒，无毒。主身体五脏百病，养精神，安魂魄，益气，明目，杀精魅邪恶鬼”，表明中国古代医家将朱砂作为强身健体之品。此后受《神农本草经》影响，朱砂无毒的认识一直延续了数百年的时间甚至更久。期间，虽有典籍如《吴普本草》言朱砂“有毒”，但直至明清时期，人们才对朱砂能引起中毒有了较深的认识。众多医药家不仅明确指出了朱砂的毒副作用，而且还掌握了火煅可使朱砂毒性增强的规律；李时珍则指出“入火则热而有毒，能杀人，物性随火而变”。《本草备要》记载“多服令人痴呆”，介绍了服用朱砂所导致的神经毒性。《本经逢原》还提出了以生羊血、童便、金汁解朱砂所致中毒的方法。笔者查阅了大量本草文献，总结了历史不同时期对朱砂毒性的认识[10-19]，见表1。
2 朱砂毒性的现代研究
2.1 朱砂的临床不良反应
朱砂及其复方制剂已沿用千余年，临床疗效显著，但因其含有人体非必需元素汞，具有一定的毒副作用。在临床中，不断有因服用朱砂或者接触朱砂而致汞中毒的案例出现。不合理用药是朱砂出现安全性问题的主要原因[20]，朱砂的毒性主要发生在大量、长期用药的基础上。临床上常见直接加热形成汞蒸气经呼吸道吸收或煎煮内服由胃肠道大量吸收等错误的加工服用方法而导致的急性毒性，见表2，可引起精神、神经症状、消化道症状、肾毒性、口腔病变等。其中严重的不良反应主要包括急性胃肠炎和肾脏损害，表现为恶心、呕吐、腹泻，严重者出现脓血便，甚至出现昏迷、死亡。另外，还有心率紊乱、血压下降等心血管疾病；少尿、无尿、肾功能衰竭等肾功能损伤；牙关紧闭、浑身颤抖等神经系统症状。
2.2 朱砂的毒理学研究
近年来，国内外学者对朱砂毒性方面进行了大量的实验研究。毒理实验研究主要探索朱砂对各系统脏器的毒害作用和作用机制，评价方法主要是通过血液生化指标、脏器汞蓄积量、病理形态学、一般状况、外观行为等相关指标。目前朱砂毒理研究中所用的动物、给药量、给药途径和给药时间见表3。
2.2.1 神经毒性 中枢神经系统内分布着大量的氨基酸，可作为神经递质发挥信息传导、运动指令完成的重要作用。谷氨酸（Glu）、天门冬氨酸（Asp）、γ-氨基丁酸（GABA）、甘氨酸（Gly）和牛磺酸（Tau）是脑部重要的神经递质，常作为研究病理、生理过程的生物学标志[36-39]。丁敬华等[40]研究朱砂对大鼠脑组织中氨基酸类神经递质含量的影响，结果显示大鼠服用朱砂后脑组织中5种氨基酸含量均呈降低趋势，表明朱砂对氨基酸类神经递质具有一定的抑制作用。其中牛磺酸（Tau）有促进学习记忆能力、增强大脑智力发育、抗脂质过氧化等多种生理功能，Tau含量的降低，可能是朱砂导致神经系统毒性的作用机制。康峰等证明朱砂可对大鼠脑中小胶质细胞造成一定的体外细胞毒性[41]，异常活化的小胶质细胞诱发炎症反应，促进炎性因子大量释放，从而对正常组织造成损害，最终加重神经损伤[42]。Wei等[43]研究发现朱砂可致Wistar大鼠的氨基酸类神经递质含量、神经细胞膜流动性和脑组织中Na+-K+-ATP 酶活性的異常，引起不可逆转的脑损伤。
综合来看，朱砂在中枢神经系统的毒理作用机制可能与脑组织的氨基酸类神经递质、Na+-K+-ATP 酶活性及神经胶质细胞等多方面有关，但具体机制尚不清楚。而且朱砂是否对周围神经系统也具有一定的毒性，其机制与中枢神经系统毒性机制是否相似值得深入探究。
2.2.2 肝肾毒性 研究发现，反复使用朱砂易造成肝肾组织的病理损伤，组织形态学的敏感性高[31]，以肾脏的损伤程度最为明显。Wang等[44]用代谢组学分析方法来研究朱砂导致的Wistar大鼠代谢行为改变，结果显示，朱砂会造成能量代谢、氨基酸代谢和胃肠菌群代谢紊乱。Wei等[45]研究证实朱砂可使肝肾机能受到较大干扰，并通过质谱联用技术对代谢物分析，发现朱砂造成肝肾损伤的毒性机制可能为氧化应激作用。另有研究者认为朱砂对肝脏的毒性作用可能与其影响细胞色素P450酶的基因表达有关，其中Cyp2b9 表达下降表明朱砂可在分子水平上影响肝细胞的发育成熟[46]。
Wang等[47-48]研究发现朱砂不仅可诱导大鼠肾脏发生炎症和纤维化病变，还可引起肾脏细胞凋亡。他们通过TUNEL法检测细胞在凋亡过程中DNA 的断裂情况并利用红外荧光扫描仪检测肾脏组织中蛋白表达，分析发现相比于对照组，朱砂组激活素A（activin A）、脂联素（adiponectin）、自杀相关因子配体（FasL）、自杀相关因子（Fas）、肿瘤坏死因子-α（TNF-alpha）、肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体（TRAIL）表达增强。这一结果表明朱砂诱导肾小管上皮细胞细胞凋亡的机制可能与死亡受体介导的细胞凋亡信号传导通路有关。朱砂可诱导凋亡相关蛋白表达增强，导致肾小管上皮细胞凋亡，造成肾脏损伤。
2.2.3 生殖毒性 对于朱砂妊娠宜忌，古今本草著作少有记载，2010年版《中国药典》才增添“孕妇禁用”的使用注意。然而，随着生殖毒理学研究手段的迅速发展，有关朱砂对生殖系统毒性作用的研究日益受到重视，越来越多的学者研究报道了朱砂对生育力和早期胚胎发育的毒性效应。谷颖敏等[49]研究发现朱砂对大鼠的生殖器官有一定的不利影响，表现在雄性生殖器官睾丸、附睾、前列腺和精囊腺的质量出现减轻，同时雌性大鼠的子宫净重也减少。顾祖曦等[50]证实朱砂不仅可损伤雄性大鼠生殖器官，而且还可引起附睾中精子活率、精子活力、有效精子数和精子密度的明显下降，影响精子质量。米金霞等[32]研究表明朱砂对孕大鼠母体无明显毒性作用，但对胚胎-胎仔发育有轻微的毒性，包括晚期胚胎流失率升高，胎仔形态改变，舌骨缺失。梁爱华等[51]发现朱砂是否引起胚胎毒性与妊娠不同阶段用药有关。妊娠前及妊娠早期用药，胚胎会受到药物影响，且用药时间越长，累积吸收入体内的汞量越大，可能对胎儿造成更大的危害，当使用量大于0.08 g·kg-1·d-1时，容易造成胚胎畸形，主要表现在骨骼发育异常，且随着剂量的增加损伤作用增强，呈显著的量效关系。
这些研究发现对朱砂的临床应用具有重要意义，为其妊娠期用药提供了参考。但笔者认为，在朱砂的生殖毒性研究方面仍存在着诸多尚未解决的问题，如在进行胚胎毒性评价时，注重胚胎外观、脏器和骨骼的形态学观察，这需要组织变异或畸形达到一定程度及观察者对组织发育有足够的认知，否则可能会影响结果的判断。再者，现阶段研究还尚未涉及到毒性机制等方面，后续应展开更加全面、系统的研究，进而揭示朱砂对生殖系统的致毒途径及其机制。
2.2.4 其他毒性 除了上述报道的毒性外，朱砂还可造成肺毒性、免疫系统损伤、遗传毒性等。Son等[33]研究了朱砂对免疫系统正常功能的影响，发现朱砂通过改变T淋巴细胞表型，诱导脾和胸腺的炎症反应，影响免疫系统正常功能。Yen等[34]研究证实朱砂通过增高小鼠肺组织内脂质过氧化水平，降低细胞ATP和GSH从而诱发肺毒性。张超超等[35]使用微核试验和彗星试验来研究朱砂对染色体的损伤作用，结果显示朱砂给药后，骨髓细胞拖尾率、拖尾长度、微核率均增高，可引起染色体损伤，说明其具有一定的遗传毒性。
2.3 朱砂毒效的物质基础研究
汞的毒性极大地取决于其化学结构、价态和代谢途径[52-53]，而不同汞化合物的毒性可相差百倍，甚至千倍。经研究，朱砂的毒性远远小于氯化汞、甲基汞等其他形式的汞化合物[54-55]。在器官、系统的急性、亚急性、亚慢性动物实验中均证实朱砂和含朱砂方剂的毒性、细胞和组织蓄积以及毒性机制上均不同于氯化汞和甲基汞[56-60]，对转运蛋白及肝脏酶基因表达的影响也有显著差异[61]。Wang等[62-63]研究证实，朱砂和氯化汞在体内的吸收、组织分布明显不同，还发现两者的毒理效应机制有着不同的途径，朱砂可以抑制5-羟色胺的表达，而氯化汞则不能。
朱砂的毒性与理化性质，如溶解度等密切相关。较低的溶解度使其难以被胃肠道吸收及在脏器中蓄积[64]。霍韬光等[65]研究发现，虽然模拟胃液中的胃蛋白酶和酸性环境有助于朱砂中汞的溶出，但溶出的汞量仍远低于总汞含量。在体外毒性实验中，朱砂的细胞毒性只有甲基汞的1/5 000[66]，这可能与朱砂中的HgS溶解度小以及溶液中Hg2+浓度低有关。比较不同药物中汞的吸收蓄积能力差异，结果显示蓄积强弱为HgCl2>β-HgS>α-HgS>朱砂[67]。甲基汞吸收率达100%，而朱砂的口服吸收率仅为0.2%[68]，说明生物利用率低是朱砂与甲基汞、氯化汞等汞化物毒性差异较大的原因。
朱砂毒性较小，从体内代谢来看，有研究认为[69-70]硫化汞在人体肠道厌氧，pH为7，37 ℃的暗环境中与带有甲基的物质能转化成甲基汞，并推测产生甲基汞是朱砂的毒性机制。但对此也有不同报道[71-72]，认为在肠道菌群作用下，朱砂可转变为可溶性的多硫化汞配合物而被胃肠道吸收。多硫化汞配合物毒性较小，可能是朱砂生物活性的重要成分。朱砂水飞法自古就有记载，从炮制对朱砂成分影响来看，朱砂水飞后一方面降低可溶性汞含量，另一方面炮制后硫離子水平升高可以对抗汞离子与蛋白质、氨基酸等生物分子形成络合物，降低汞的毒性[73-74]。乌日娜等[75]认为朱砂采用球磨加水飞法既可提高效率，又可避免朱砂研磨引起HgS中汞的还原，使游离汞含量增高。此外，朱砂多配伍使用，也能够起到增强药效和降低毒性的作用。有报道认为[76]复方中的其他成分能够缓解朱砂的毒性，如朱砂安神丸中的黄连、甘草、当归和地黄等成分对朱砂引起的内源性代谢产物的代谢紊乱有调节作用。朱砂复方中药物间的相互作用不应被忽视，有待深入研究。
3 朱砂运用的必要性
虽然毒理实验证明朱砂毒性远低于汞化合物，但朱砂的毒性在医药界已被广泛认知。近年来，朱砂安全性评价越来越受到人们的关注，对朱砂在成方制剂中配伍的必要性也开展了较多的实验研究，试图找到朱砂在方药配伍中的作用及其作用机制，或者去除的合理性，使朱砂在临床上的使用更科学，更安全。针对朱砂在复方中的药理毒理作用，学者提出了不同见解。
赵雍等[77]将安宫牛黄丸中朱砂、雄黄去除，其改善脑组织损伤作用与全方无显著性差异，因此提出将朱砂从安宫牛黄丸中去除。叶祖光等[78]比较研究安宫牛黄丸及其简化方（去除朱砂、雄黄）的药效学作用，证实两者的镇静、解热、抗缺氧、抗惊厥作用无明显差异，对安宫牛黄丸中朱砂存在的必要性产生怀疑。另有研究表明，朱砂对天王补心散[79]、万氏牛黄清心丸[80]整体药效的贡献可有可无。
方芳等[81]就安宫牛黄丸的治疗脑病（脑出血、脑炎）作用开展研究，结果表明全方效果明显优于简化方。对继发性脑出血损害的保护作用，简方安宫牛黄丸（去除朱砂、雄黄）的效果不明显[82]。在脑出血大鼠模型中，全方清除自由基能力优于简方，体现强的抗氧化作用[83]，说明朱砂对于脑血管疾病的治疗具有一定的功效。朱砂还可改善皮层单胺类神经递质的功能，对内毒素脑损伤有明显的脑电激活作用，其认为朱砂是安宫牛黄丸对抗内毒素脑炎不可缺少的物质基础[84]。Zhang等[85]研究发现万胜化风丹不仅能抑制内毒素诱导的DA吸收能力降低，还可通过抑制小胶质细胞激活，减少炎症因子的产生，起到保护脑组织的作用，而简方（去除朱砂、雄黄）对内毒素引起的神经毒性没有治疗效果，这在一定程度上反映了朱砂在万胜化风丹中的作用，但是这种脑保护作用是朱砂的单独作用，还是与雄黄配伍之后的共同作用，目前还不清楚。
金伟军等[86]从毒性方面探索去除朱砂的合理性，比较一捻金及其去朱砂制剂的毒性差异。结果显示一捻金因含有朱砂而导致器官内汞的蓄积明显，同时肾脏出现病理改变，其安全性应引起重视。
综上，笔者认为目前对朱砂在成方制剂中的应用价值已开展大量研究，但其在复方配伍中的药理毒理作用的基础仍不完全清楚，研究者也未达成统一的认识。朱砂在传统中医药中的使用，是长期以来人们在防治疾病实践中总结出来的经验科学，从实验科学的角度看缺乏准确性。复方中是否去除朱砂需要慎重，有待严谨、经得起重复的科学依据决定其取舍。针对朱砂在复方配伍中的作用及其是否可替代可通过检测更灵敏的药效学指标来决定，而且可尝试从多种机制揭示朱砂的作用。同时，进一步结合药效和毒理两方面研究成果综合评价朱砂是否可替代。
4 总结与展望
数千年的入药历史已经充分肯定朱砂的功效，长期的临床医疗实践积累了大量使用朱砂防病治病的经验。朱砂及其制剂在临床上主要用于心神不宁、心悸、失眠、癫痛等疾病的治疗，但朱砂的毒性在一定程度上限制了其临床使用，其毒副反应与剂量有关，作用机制复杂且研究较少，临床特点和毒理学特点已基本明确。现代研究已经证实不同价态，不同化学形式的汞化合物毒性相差较大，朱砂毒性不能与其他汞化合物毒性相提并论。朱砂毒性的物质基础为重金属元素汞，然而朱砂中的汞可能具有两重性：一方面表现为有效性，是药物中可能的有效成分；另一方面表现为毒性，过量对人体造成危害，是药物中的毒性成分。因此，正确评价朱砂的疗效与毒性的关系是目前亟待解决的问题。
为了系统和深入的研究朱砂疗效与毒性的关系，笔者认为需要从以下几个方面展开：①加强朱砂在体内的代谢过程、疗效与毒性变化的研究，明确其毒理机制及在体内代谢模式，探索“剂量-时间-药效-毒性”的关系，为朱砂的安全使用提供参考；②朱砂的主要成分为硫化汞，在高温条件下易析出游离汞，目前，对朱砂采用水飞法炮制，开展朱砂减毒方法研究，改进传统炮制工艺，去除其他有害元素，提高药物有效性和安全性；③进一步开展朱砂的药用价值评定，结合现代药理毒理实验及临床使用情况阐明朱砂在复方制剂中的作用，以完成含朱砂复方制剂的药用价值再评价及筛选工作；④正确评价朱砂疗效和毒性的关系，可将含朱砂的制剂看成一个整体，建立更具科学性和实用性的安全性评价标准与方法，应用现代科学技术对其药理基础和毒性风险加以阐明，并在此基础上再进行深入剖析；⑤通过配伍和辨证论治科学使用朱砂，规范朱砂使用剂量、方法，避免朱砂滥用。同时及时总结药品不良反应事件，指导临床合理用药。
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[责任编辑 马超一]
